El santuari tecnològic on es forgen xips per viatjar a l'espai i endinsar-se a les cèl·lules
El nou número de la revista CSIC Investiga sobre Societat Digital recull la recerca i el desenvolupament de l'IMB-CNM en el camp de la ciència de dades i d'aplicació a la seguretat digital, la fabricació de semiconductors i de dispositius fotònics i quàntics.
La revista CSIC Investiga ha publicat un número nou dedicat als reptes de la Societat Digital, a partir del Llibre Blanc d'Informació Digital i Complexa del CSIC. L'edició és coordinada per les mateixes investigadores que van coordinar el llibre, Gemma Rius (del grup de Dispositius i Sistemes de Potència) i Roberta Zambrini (de l'Institut de Física Interdisciplinar i Sistemes Complexos del CSIC, IFISC). Totes dues s'encarreguen de l'editorial que obre la publicació, que recull la investigació de l'IMB-CNM en ciència de dades, la seguretat digital, la fabricació de semiconductors i de dispositius fotònics i quàntics.
Les línies següents reprodueixen parcialment alguns paràgrafs sobre la investigació de l'IMB-CNM que s'inclouen a la revista.
Exfils: big data contra la delinqüència
El projecte europeu Exfiles està desenvolupant diferents mètodes de maquinari i programari per extreure dades de smartphones usats per delinqüents que puguin servir com a evidències forenses en un procés judicial. En un telèfon mòbil d'última generació, accedir a la informació encriptada requereix "desmuntar el circuit integrat capa a capa fins a localitzar el lloc on es troba aquesta informació", explica Salvador Hidalgo. És un procés que requereix l'anàlisi de quantitats massives de dades.
"De vegades s'introdueix al telèfon una clau d'encriptació inventada, i en comprovar que no és correcta, ens torna un missatge d'error. Aquesta acció es repeteix milers de vegades per observar quin és el consum d'energia del xip en aquestes operacions". Després, analitzant aquestes dades, es pot arribar a descobrir quina és la clau secreta. Però necessitem un ordinador que repeteixi aquest cicle una vegada i una altra durant hores", indica Jofre Pallarès sobre el procés de treball. Pallarès i Hidalgo són investigadors de l'IMB-CNM al projecte, que aglutina un consorci de centres de recerca, universitats, empreses de ciberseguretat i grups forenses de cinc agències policials.
El santuari tecnològic on es forgen xips per viatjar a l'espai i endinsar-se a les cèl·lules
L'Institut de Microelectrònica de Barcelona acull una infraestructura excepcional: la Sala Blanca més gran del sud d'Europa, un entorn hipernet per fabricar des de circuits integrats fins a xips fotònics i quàntics. "Destaca al sud d'Europa en la seva categoria per les seves dimensions (1.500 metres quadrats), la seva versatilitat (tecnologies en silici, carbur de silici, etc.) i la seva flexibilitat tecnològica, i és la millor equipada, amb prop de 200 equips", diu Luis Fonseca, director de l'IMB-CNM, sobre la infraestructura.
L'article recull la fabricació a Sala Blanca de nanochips que s'han endinsat a l'interior de cèl·lules vives i de semiconductors que han equipat les missions espacials que ara van camí de Mercuri o del Sol. En tecnologies emergents, l'IMB-CNM també té diferents línies de recerca.
Tecnologia fotònica integrada
La Sala Blanca del CSIC acull una plataforma fotònica estable i d'accés obert, SiN Photonics, que ha desenvolupat un procés de fabricació amb tecnologia de nitrur de silici en col·laboració amb l'empresa VLC Photonics. "Els circuits fotònics integrats permetran un avenç espectacular a la computació quàntica, les comunicacions quàntiques i els sensors quàntics", afegeix Carlos Domínguez, investigador de l'IMB-CNM i responsable de la plataforma SiN Photonics.
Dispositius avançats de baix consum
"Els desenvolupaments recents mostren que la integració de dispositius avançats de baix consum als sistemes electrònics pot facilitar el desplegament a gran escala dels dispositius IoT", indica Joan Bausells, sobre la fabricació conjunta de dispositius SET i FET.
Una línia clau és el desenvolupament de dispositius electrònics que funcionin amb un consum d'energia mínim, concretament mitjançant l'aplicació de mètodes avançats de nanofabricació. En el projecte europeu ION4SET, l'IMB-CNM va col·laborar en el desenvolupament de transistors d'un únic electró (SET) que, basats en nanofils de silici, permetessin una integració més gran i menys dissipació d'energia. L'objectiu era fabricar un circuit que integrés el SET amb un transistor d'efecte camp (FET) tradicional per treballar a temperatura ambient amb un consum molt menor que un circuit tradicional.
Tecnologies quàntiques: el primer cúbit
L'IMB-CNM participa a establir una línia pilot de fabricació de dispositius quàntics compatibles amb l'estàndard CMOS a la Sala Blanca, que portarà a la realització del primer cúbit (qubit o bit quàntic) semiconductor d'Espanya. Un cúbit és l'anàleg quàntic del bit clàssic, amb la particularitat que representa una combinació de dos estats, donant lloc a un augment exponencial a la capacitat de computació.
"L'objectiu és disposar d'una plataforma assequible de dispositius quàntics que permeti investigar tant en solucions tecnològiques per millorar les prestacions dels dispositius com nous conceptes de dispositius i les seves aplicacions. Es podrà oferir de manera oberta a través de la Sala Blanca", aclareix Francesc Pérez-Murano, investigador a l'IMB-CNM, que lidera l'aportació del centre al cúbit, la seva participació a la PTI+ QTEP (Plataforma Temàtica Interdisciplinar de Tecnologies Quàntiques del CSIC) ia Qu-Pilot.
Sobre les capacitats de l'institut en micro i nanoprocessat a través de la producció de dispositius basats en materials avançats o funcionalitats superconductores, Gemma Rius explica que busquen "desenvolupaments basats en el magnetisme de materials nanoestructurats com a alternativa segura i energèticament eficient a la gestió d'informació basada en electrònica convencional".
